JPH03123285A - Vector detector - Google Patents

Vector detector

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Publication number
JPH03123285A
JPH03123285A JP1262431A JP26243189A JPH03123285A JP H03123285 A JPH03123285 A JP H03123285A JP 1262431 A JP1262431 A JP 1262431A JP 26243189 A JP26243189 A JP 26243189A JP H03123285 A JPH03123285 A JP H03123285A
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JP
Japan
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trial
vector
motion vector
group
motion
Prior art date
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Pending
Application number
JP1262431A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuyuki Matsuka
松家 哲之
Wataru Fujikawa
渡 藤川
Akiyoshi Tanaka
章喜 田中
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPH03123285A publication Critical patent/JPH03123285A/en
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  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve the accuracy of detection by calculating a second trial vector group so that the trial vectors become dense in the same direction as the dynamic vectors calculated from a first trial vector group, and using it to execute the search of the dynamic vector. CONSTITUTION:A dynamic vector calculation part 1 detects the dynamic vector, and measures the correlation of a frame pixel value and the previous pixel value whose position is shifted by using the trial vector, in units of the divided blocks by using an evaluation function. And, the trial vector with the highest correlation is outputted as the dynamic vector. Next, by using the dynamic vector value, the second trial vector group which is spread in a prescribed area is selected from the first trial vector by a trial vector group selecting means. And, the dynamic vector generated between the former frame and the present frame is calculated with a calculating means 1 at every processing block of the present frame by using the second trial vector group. When this is repeated, and the dynamic vector is searched, the accuracy of detection can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はテレビジョン信号の動き補償予測符号化装置な
どに用いられる動ベクトル検出装置に関するものである
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a motion vector detection device used in a motion compensation predictive coding device for television signals and the like.

従来の技術 近年、動き補償予測符号化装置は動画像の高能率符号化
等の分野で盛んに利用されている。この動き補償予測符
号化の原理は動画像のフレーム間の相関を利用し、現フ
レームと前フレームの間の画像の動き(動ベクトルと呼
ばれる)を求めて、この動ベクトルに基づいて前フレー
ムの再生画像から現フレームの画像を予測し、これと現
フレームの画像間で予測誤差を求め、予測誤差情報と動
ベクトル情報を符号化するものである。動き補償予測フ
レーム間符号化装置では、動ベクトル検出の精度が高い
ほど、予測誤差が減少するので符号化効率が高くなる。
2. Description of the Related Art In recent years, motion-compensated predictive coding devices have been widely used in fields such as high-efficiency coding of moving images. The principle of motion-compensated predictive coding uses the correlation between frames of a moving image to determine the image movement (called a motion vector) between the current frame and the previous frame, and then calculates the motion of the previous frame based on this motion vector. The current frame image is predicted from the reproduced image, a prediction error is found between this and the current frame image, and the prediction error information and motion vector information are encoded. In the motion compensated predictive interframe coding device, the higher the accuracy of motion vector detection, the lower the prediction error, and therefore the higher the encoding efficiency.

このフレーム間の動ベクトルを求める方法としては、フ
レームを定められた大きさのブロックに分割し、ブロッ
ク毎に前フレームの画像との相関を計算し、最も相関の
強い位置を求めそのブロックと現ブロックの位置関係を
動ベクトルとして求めるフロックマツチング法が良く知
られている。
The method for finding the motion vector between frames is to divide the frame into blocks of a predetermined size, calculate the correlation with the image of the previous frame for each block, and find the position with the strongest correlation between that block and the image of the previous frame. A flock matching method is well known in which the positional relationship of blocks is determined as a motion vector.

ブロックマツチング法としては特開昭55−15878
4号公報記載の「フレーム間符号化装置」(以下、従来
例1と呼ぶ)および特開昭58−143776号公報記
載の[フレーム間符号化装置」(以下、従来例2と呼ぶ
)が知られている。従来例1は動ベクトル検出をN段階
(N22)に分けて行なう方法である。3段階に分けて
検出する例な第11図に示す。第1段階では第11図(
○、・)に示すように、9個の試行ベクトルについて評
価関数(差分信号の2乗和、差分信号の絶対値和など)
の値を計算し、その最小値を求める。前記9個の試行ベ
クトルで(・)が最小であった場合、第2段階では第1
1図(△、ム)に示すように、試行ベクトル(・)を中
心とし、その近傍に配置した8個の試行ベクトルについ
て第1段階と同様に評価関数値を計算しその最小値を求
める。その最小値が(ム)であった場合、第3段階では
第11図(口、■)に示すように、(ム)を中心とし、
その近傍に配置した8個の試行ベクトルについて評価関
数値を計算し、その最小値を求め、その最小値をもつ試
行ベクトル(■)をそのブロックの動ベクトルとする方
法である。
As a block matching method, JP-A-55-15878
The "interframe coding device" described in Publication No. 4 (hereinafter referred to as conventional example 1) and the "interframe coding device" described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 143776/1982 (hereinafter referred to as conventional example 2) are known. It is being Conventional Example 1 is a method in which motion vector detection is performed in N stages (N22). An example of detection in three stages is shown in FIG. In the first stage, Figure 11 (
As shown in ○, ·), the evaluation function (sum of squares of difference signals, sum of absolute values of difference signals, etc.) is calculated for the nine trial vectors.
Calculate the value of and find its minimum value. If (・) is the minimum among the nine trial vectors, in the second stage, the first
As shown in Figure 1 (Δ, M), evaluation function values are calculated for eight trial vectors placed in the vicinity of the trial vector (·) in the same manner as in the first stage, and the minimum value thereof is determined. If the minimum value is (mu), in the third stage, as shown in Figure 11 (mouth, ■), (mu) is the center,
In this method, evaluation function values are calculated for eight trial vectors placed in the vicinity, the minimum value thereof is determined, and the trial vector (■) having the minimum value is set as the motion vector of the block.

従来例2は従来例1と同様に動ベクトルを多段階に分け
て行なう方法であるが、従来例1よりも広い範囲でベク
トルを検出するために1フレーム以前までに動ベクトル
検出が行なわれたブロックの動ベクトルを初期値として
第1段階のシフトベクトル群を定め動ベクトル検出を行
なう方法である。2段階に分けて行なう例を第12図に
示す。
Conventional Example 2, like Conventional Example 1, is a method of dividing motion vectors into multiple stages, but in order to detect vectors in a wider range than Conventional Example 1, motion vector detection is performed up to one frame earlier. In this method, a first stage shift vector group is determined using the motion vector of the block as an initial value, and motion vector detection is performed. FIG. 12 shows an example in which the process is carried out in two stages.

(4、−4)なるベクトル(・)が前フレームのブロッ
クの動ベクトルであった場合、第12図に示すように、
(4、−4)を中心としてその近傍にある8個のベクト
ル(△、ム)及び初期ベクトル(・)が第1段階の試行
ベクトルとなる。この9個の試行ベクトルについて評価
関数値を計算し、その最小値を求める。第12図におい
て試行ベクトル(ム)が最小値であった場合、第2段階
では第12図に示すように、ベクトル(ム)を中心とし
てその近傍に配置した8個の試行ベクトル(口、■)に
ついて同様に評価関数を計算し、その最小値を求め、そ
の最小値をもつ試行ベクトル(■)をそのブロックの動
ベクトルとする方法である。
If the vector (・) of (4, -4) is the motion vector of the block in the previous frame, as shown in Figure 12,
The eight vectors (Δ, M) and the initial vector (·) in the vicinity of (4, -4) become the first-stage trial vectors. Evaluation function values are calculated for these nine trial vectors, and the minimum value thereof is determined. When the trial vector (mu) is the minimum value in Fig. 12, in the second stage, as shown in Fig. 12, eight trial vectors (mouth, ), the evaluation function is calculated in the same way, its minimum value is found, and the trial vector (■) having the minimum value is set as the motion vector of the block.

発明が解決しようとする課題 さて、上記従来例1及び従来例2で示した多段階に分け
る動ベクトル検出方法では検出のための試行ベクトル数
は検出領域内の全試行ベクトル数に比べて少なくなると
いう利点はあるが、第1段階の試行ベクトル数が少ない
ため、第1段階で実際の画像の動きと異なった方向の試
行ベクトルが選択された場合は正しいベクトル値が得ら
れない。
Problems to be Solved by the Invention In the multi-stage motion vector detection method shown in Conventional Example 1 and Conventional Example 2 above, the number of trial vectors for detection is smaller than the total number of trial vectors within the detection area. However, since the number of trial vectors in the first stage is small, if a trial vector in a direction different from the actual image movement is selected in the first stage, a correct vector value cannot be obtained.

これを防ぐためには第1段階の試行ベクトル数を多くし
なければならない。この場合は多段階に分ける利点が減
少する。また、この方式を装置化する場合には多段階探
索を行なうための複雑な制御手段が必要となり、全体と
して装置が複雑になるという課題がある。
To prevent this, the number of trial vectors in the first stage must be increased. In this case, the advantage of multiple stages is reduced. Further, when this method is implemented as a device, a complicated control means for performing multi-step search is required, and there is a problem that the device as a whole becomes complicated.

本発明は以上のような課題に鑑み、1段階で行え、かつ
検出精度の高い動ベクトル検出装置を提供するものであ
る。
In view of the above problems, the present invention provides a motion vector detection device that can perform detection in one step and has high detection accuracy.

課題を解決するための手段 上記目的を達成するため、本発明の技術的解決手段は第
1に、テレビジョン信号の1フレームを定められた大き
さのブロックに分割するブロック分割手段と、水平方向
に±2M画素、垂直方向に±2Nラインの領域内に存在
するL個の第1の試行ベクトル群を格納する試行ベクト
ル群格納手段と、前フレームの動ベクトル値を格納する
動ベクトル値格納手段と、その前フレームの動ベクトル
値を用いて第1の試行ベクトル群から水平方向に±M画
素、垂直方向に±Nラインの領域内に分散したP個の第
2の試行ベクトル群を選択する試行ベクトル群選択手段
と、前フレームと現フレームの間で生じた動ベクトルを
現フレームの処理ブロックごとに、第2の試行ベクトル
群を用いて、処理ブロックを中心とした水平方向に±M
画素、垂直方向に±Nラインの範囲で算出する算出手段
とを設けたものである。ただし、M、Nは正整数とし、
Lは(4M+1 )X (4M+1 )よりも小さい正
整数、Pは(2M+1 )X(2M+1 )よりも小さ
い正整数とする。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the technical solution of the present invention firstly includes block dividing means for dividing one frame of a television signal into blocks of a predetermined size, and trial vector group storage means for storing L first trial vector groups existing in an area of ±2M pixels and ±2N lines in the vertical direction; and motion vector value storage means for storing the motion vector value of the previous frame. Then, using the motion vector value of the previous frame, select P second trial vector groups distributed within an area of ±M pixels in the horizontal direction and ±N lines in the vertical direction from the first trial vector group. The trial vector group selection means selects motion vectors generated between the previous frame and the current frame for each processing block of the current frame by using a second trial vector group in a horizontal direction of ±M around the processing block.
The pixel is provided with calculation means for calculating within a range of ±N lines in the vertical direction. However, M and N are positive integers,
Let L be a positive integer smaller than (4M+1) x (4M+1), and P be a positive integer smaller than (2M+1) x (2M+1).

第2に、テレビジョン信号の1フレームを定められた大
きさのブロックに分割するブロック分割手段と、水平方
向に±2M画素、垂直方向に±2Nラインの領域内に存
在するL個の第1の試行ベクトル群を格納する試行ベク
トル群格納手段と、現フレームの動ベクトル算出済みブ
ロックの動ベクトル値を格納する動ベクトル値格納手段
と、処理ブロックの周辺の動ベクトル値算出済みブロッ
クの動ベクトル値を用いて変位ベクトルを算出する変化
ベクトル算出手段と、その変位ベクトル値を用いて第1
の試行ベクトル群から水平方向に±M画素、垂直方向に
±Nラインの領域内に分散したP個の第2の試行ベクト
ル群を選択する試行ベクトル群選択手段と、前フレーム
と現フレームの間で生じた動ベクトルを現フレームの処
理ブロックごとに、第2の試行ベクトル群を用いて、処
理ブロックを中心とした水平方向に±M画素、垂直方向
に±Nラインの範囲で算出する算出手段とを設けたもの
である。但し、M、Nは正整数とし、Lは(4M+1 
)X(4M+1 )よりも小さい正整数、Pは(2M+
1 )X(2M+1 )よりも小さい正整数とする。
Second, block dividing means divides one frame of a television signal into blocks of a predetermined size, and L first blocks existing within an area of ±2M pixels horizontally and ±2N lines vertically. trial vector group storage means for storing a trial vector group of the current frame, motion vector value storage means for storing motion vector values of blocks whose motion vectors have been calculated in the current frame, and motion vectors of blocks whose motion vector values have been calculated surrounding the processing block. a change vector calculation means for calculating a displacement vector using the displacement vector value;
trial vector group selection means for selecting a second P trial vector group distributed within an area of ±M pixels in the horizontal direction and ±N lines in the vertical direction from the trial vector group; Calculation means for calculating the motion vector generated in the processing block of the current frame using the second trial vector group within a range of ±M pixels in the horizontal direction and ±N lines in the vertical direction centered on the processing block. It has been established that However, M and N are positive integers, and L is (4M+1
)X (4M+1), P is a positive integer smaller than (2M+
1) A positive integer smaller than X(2M+1).

作用 本発明は動画像中の動体(例えば、TV会議における人
物像)の動きは連続するフレーム間で相関性が高いこと
を利用し、中心に試行ベクトルが密に配置された第1の
試行ベクトル群から前フレームで算出した動ベクトルと
同一方向に試行ベクトルが密となるように第2の試行ベ
クトル群を算出し、第2の試行ベクトル群を用いて動ベ
クトル探索を行なうことにより、試行ベクトル数を増や
すことなしに一段階の動ベクトル探索で検出精度を高め
た検出を行なうことかで自る。
Effect The present invention takes advantage of the fact that the motion of a moving object in a video image (for example, a human figure in a TV conference) has a high correlation between successive frames, and uses the first trial vector in which the trial vectors are densely arranged in the center. A second trial vector group is calculated from the group so that the trial vectors are dense in the same direction as the motion vector calculated in the previous frame, and a motion vector search is performed using the second trial vector group. The solution is to perform detection with increased detection accuracy in one step of motion vector search without increasing the number of motion vectors.

また本発明は、処理ブロックサイズが動画像中の動体の
大きさに対し小さい場合、動画像の動体の動きは同一フ
レーム内の隣接するブロック間で相関性が高いことを利
用し、中心に密に配置しな第1の試行ベクトル群から、
同一フレーム中の隣接した動ベクトル算出済みブロック
の動ベクトルと同一方向に試行ベクトルが密に配置され
るように第2の試行ベクトル群を算出し、第2の試行ベ
クトル群を用いて動ベクトルを算出することにより、少
ない動ベクトル値メモリ部の容量で、試行ベクトルを増
やすことなしに一段階の動ベクトル探索で検出精度を高
めることができる。
In addition, the present invention utilizes the fact that when the processing block size is small relative to the size of the moving object in the moving image, the motion of the moving object in the moving image has a high correlation between adjacent blocks in the same frame, and From the first set of trial vectors located at
A second trial vector group is calculated so that the trial vectors are densely arranged in the same direction as the motion vectors of adjacent motion vector calculated blocks in the same frame, and the motion vector is calculated using the second trial vector group. By calculating, the detection accuracy can be improved by one-step motion vector search with a small capacity of the motion vector value memory section and without increasing the number of trial vectors.

実施例 以下、第1図を参照しながら本発明の第1の実施例につ
いて説明する。第1図は本発明の第1の実施例に於ける
動ベクトル検出装置のブロック図である。第1図におい
て、1は現フレームの画素値と前フレームの画素値の相
関性を比較し、第2の試行ベクトル群の中から動ベクト
ルを算出する動ベクトル算出部、2は算出した動ベクト
ルを蓄積する動ベクトル値メモリ部、3は第1の試行ベ
クトルを格納した試行ベクトル群メモリ部、4は前フレ
ームの動ベクトルを用いて第1の試行ベクトルより第2
の試行ベクトルを選択する試行ベクトル群選択部である
EXAMPLE A first example of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram of a motion vector detection device in a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a motion vector calculation unit that compares the correlation between pixel values of the current frame and pixel values of the previous frame and calculates a motion vector from the second trial vector group, and 2 is a motion vector that has been calculated. 3 is a trial vector group memory unit that stores the first trial vector; 4 is a trial vector group memory unit that stores the first trial vector; 4 is a trial vector group memory unit that stores the first trial vector;
This is a trial vector group selection unit that selects trial vectors.

以上のような構成において、以下その動作を説明する。The operation of the above configuration will be explained below.

動ベクトル算出部1は、前述した従来例1.2に記述さ
れているブロックマツチング法を用いて動ベクトル検出
を行なう。動ベクトル算出部1は、現フレーム画素値a
と試行ベクトル(hHlhv)を用いて位置シフトさせ
た前フレーム画素値すとの相関性をブロック単位で評価
関数りを用いて測定し、最も相関性が高い試行ベクトル
(hH。
The motion vector calculation unit 1 detects a motion vector using the block matching method described in Conventional Example 1.2 described above. The motion vector calculation unit 1 calculates the current frame pixel value a
The correlation between the pixel values of the previous frame whose positions have been shifted using the trial vector (hHlhv) and the trial vector (hHlhv) is measured for each block using the evaluation function, and the trial vector (hH.

hv)を動ベクトル(dH,dV)として出力する。hv) is output as a motion vector (dH, dV).

動ベクトル算出部1の内部構成と動作は従来例1.2に
記述されているので省略する。
The internal configuration and operation of the motion vector calculation unit 1 are described in Conventional Example 1.2, and will therefore be omitted.

次に、動ベクトル値メモリ部2は、第2図に示すように
ブロックアドレスCで示したアドレスに動ベクトル(a
H,dv)を書き込み、前フレームの動ベクトル(eH
,eV)を読みだす1フレ一ム分のメモリ素子21.2
2より構成されている。
Next, the motion vector value memory section 2 stores a motion vector (a) at the address indicated by block address C as shown in FIG.
H, dv) and write the motion vector of the previous frame (eH
, eV) memory element 21.2 for one frame
It is composed of 2.

処理ブロックの動ベクトル算出開始時、ブロックアドレ
スCで示した前フレームの動ベクトル(eH。
At the start of motion vector calculation for a processing block, the motion vector of the previous frame indicated by block address C (eH).

eV)が読み出される。また、処理ブロックの動ベクト
ル算出が終了すると動ベクトル(dH,dv)は、フロ
ックアドレスCで示したアドレスに書き込まれる。なお
、第1フレーム(符号化開始フレーム)の動ベクトル検
出処理開始前に動ベクトル値メモリ部2の全ブロックア
ドレスにゼロベクトルが書き込まれる。
eV) is read out. Further, when the calculation of the motion vector of the processing block is completed, the motion vector (dH, dv) is written to the address indicated by the block address C. Note that zero vectors are written to all block addresses of the motion vector value memory section 2 before starting motion vector detection processing for the first frame (encoding start frame).

以下の説明において動ベクトルの検出範囲は、水平方向
に±7画素、垂直方向に±7画素とする。
In the following description, the motion vector detection range is assumed to be ±7 pixels in the horizontal direction and ±7 pixels in the vertical direction.

試行ベクトル群メモリ部3には、第3図に示す第1の試
行ベクトル群が書き込まれている。第1の試行ベクトル
群は、後述する試行ベクトル群選択部4において前フレ
ームの動ベクトル(eH,eV)を用いて所定の動ベク
トル検出範囲に第2の試行ベクトル群を得るなめに水平
方向±14画素、垂直方向±14画素の領域に試行ベク
トルを配置した試行ベクトル群である。
The first trial vector group shown in FIG. 3 is written in the trial vector group memory section 3. The first trial vector group is selected in the horizontal direction ± in order to obtain a second trial vector group within a predetermined motion vector detection range using the motion vectors (eH, eV) of the previous frame in a trial vector group selection unit 4, which will be described later. This is a trial vector group in which trial vectors are arranged in an area of 14 pixels and ±14 pixels in the vertical direction.

第4図に試行ベクトル群メモリ部3の内部構成を示す。FIG. 4 shows the internal configuration of the trial vector group memory section 3.

後述する試行ベクトル群選択部4より、動ベクトル探索
領域内の水平・垂直アドレス(fHlfV)が入力する
と、アドレスデコード回路31で1次元アドレスに変換
する。個々のアドレス情報に対して、試行ベクトル値メ
モリ回路32で試行ベクトルの有効・無効を示す情報g
を出力する。
When a horizontal/vertical address (fHlfV) within the motion vector search area is input from the trial vector group selection unit 4, which will be described later, the address decode circuit 31 converts it into a one-dimensional address. Information g indicating whether the trial vector is valid or invalid is stored in the trial vector value memory circuit 32 for each address information.
Output.

次表に第4図に示した第1の試行ベクトル群を実現する
ための試行ベクトル群メモリ回路32への入力アドレス
と試行ベクトル有効・無効情報gの関係の一部を示す。
The following table shows part of the relationship between the input address to the trial vector group memory circuit 32 and the trial vector valid/invalid information g for realizing the first trial vector group shown in FIG.

ただしg=1の時、試行ベクトルが有効であるとする。However, when g=1, it is assumed that the trial vector is valid.

以下余白 次に試行ベクトル選択部4の動作を説明する。Margin below Next, the operation of the trial vector selection section 4 will be explained.

試行ベクトル選択部4の動作の流れを第6図に、詳細内
部構成を第6図に示す。処理ブロックの動ベクトル算出
開始時、前フレームの動ベクトル値(eH,ev)が入
力されると、シフトベクトル演算回路41は、第(1)
式よりシフトベクトル(eイ、eV’)を算出する。[
第6図(a)の(イ)]e H’== e HX (−
1)  −−(1)eV=eVx(−1) 次に、検出領域演算回路42はシフトベクトル(e14
’、eV’)を中心に、水平方向±7画素、垂直方向±
7画素の動ベクトル検出領域を第(2)式により算出す
る。[第5図(a)の(O)]]eH−7≦fH≦eH
+ 7 ・・・・・・(2)eH−7≦ fv ≦ e
V+7 検出領域アドレススキャン回路43は、第(2)式で算
出した領域内のアドレス(fH,fV)を頭次スキャン
し、試行ベクトル群メモリ部3へ出力する。検出領域内
の各アドレス(fH,fV)に対し試行ベクトル群メモ
リ部3はアドレス(fHlIV)が試行ベクトルとして
有効であるか無効であるかの情報gを出力する。[第5
図(a)の(ハ)]前記情報gと、アドレス情報(fH
,fV)の論理和演算をANDゲート44で行い、試行
ベクトルの候補アドレス(g=1のアドレス)のみ試行
ベクトルの候補ベクトル(kH,kV)として試行ベク
トル生成回路46へ入力する。試行ベクトル生成回路4
6では、試行ベクトルの候補アドレス(kH,kV)に
対し前フレームの動ベクトル値eを第(′4式のように
加算して試行ベクトル(hH,hV)を生成する。[第
6図(a)のに)]h H= k H+ e H−−(
3)hV  =  kv +  eV 以上の動作により、前フレームの動ベクトル値(eH,
eV)=(4,4)とした場合の算出される第2の試行
ベクトル群を第7図に示す。
The flow of operation of the trial vector selection section 4 is shown in FIG. 6, and the detailed internal configuration is shown in FIG. When the motion vector value (eH, ev) of the previous frame is input at the start of motion vector calculation of the processing block, the shift vector calculation circuit 41 calculates the (1)
A shift vector (e, eV') is calculated from the formula. [
(a) in Figure 6(a)] e H'== e HX (-
1) --(1) eV=eVx(-1) Next, the detection area calculation circuit 42 calculates the shift vector (e14
', eV'), ±7 pixels in the horizontal direction, ±7 pixels in the vertical direction
A motion vector detection area of 7 pixels is calculated using equation (2). [(O) in Figure 5(a)]]eH-7≦fH≦eH
+ 7 ・・・・・・(2) eH-7≦ fv ≦ e
V+7 The detection area address scanning circuit 43 performs a head-to-head scan of the addresses (fH, fV) in the area calculated by equation (2), and outputs them to the trial vector group memory unit 3. For each address (fH, fV) within the detection area, the trial vector group memory unit 3 outputs information g indicating whether the address (fHlIV) is valid or invalid as a trial vector. [5th
(c) in Figure (a)] The information g and the address information (fH
. Trial vector generation circuit 4
6, a trial vector (hH, hV) is generated by adding the motion vector value e of the previous frame to the candidate address (kH, kV) of the trial vector as shown in equation ('4). a)]h H= k H+ e H--(
3) hV = kv + eV By the above operation, the motion vector value (eH,
FIG. 7 shows the second trial vector group calculated when eV)=(4,4).

次に、第8図を参照しながら本発明の第2の実施例につ
いて説明する。以下、第8図を参照しながら本発明の第
2の実施例について説明する。第8図は本発明の第2の
実施例における動ベクトル検出装置のブロック図である
。第8図において、1は現フレームの画素値と前フレー
ムの画素値の相関性を比較し、第2の試行ベクトル群の
中から動ベクトルを算出する動ベクトル算出部、2人は
現フレームの動ベクトル算出済みブロックの動ベクトル
を蓄積する動ベクトル値メモリ部、2Bは処理ブロック
の周辺にある動ベクトル算出済みブロックの動ベクトル
を用いてシフトベクトルを算出するシフトベクトル演算
部、3は第1の試行ベクトルを格納した試行ベクトル群
メモリ部、4は前フレームの動ベクトルを用いて第1の
試行ベクトル群より第2の試行ベクトル群を選択する動
ベクトル選択部である。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. A second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 8 is a block diagram of a motion vector detection device in a second embodiment of the present invention. In Fig. 8, 1 is a motion vector calculation unit that compares the correlation between the pixel values of the current frame and the pixel values of the previous frame and calculates a motion vector from the second trial vector group; A motion vector value memory unit that stores motion vectors of blocks for which motion vectors have been calculated, 2B a shift vector calculation unit that calculates a shift vector using motion vectors of blocks for which motion vectors have been calculated surrounding the processing block, and 3 a first A trial vector group memory section stores the trial vectors of , and 4 is a motion vector selection section that selects a second trial vector group from the first trial vector group using the motion vector of the previous frame.

以上のような構成において、以下その動作を説明する。The operation of the above configuration will be explained below.

但し、試行ベクトル群メモリ部3、試行ベクトル群選択
部4、動ベクトル算出部1については、内部構成と動作
が第1の実施例と同じなので説明を省略する。
However, the internal configuration and operation of the trial vector group memory section 3, the trial vector group selection section 4, and the motion vector calculation section 1 are the same as in the first embodiment, so their explanations will be omitted.

動ベクトル値メモリ部2人は、第9図に示すように処理
ブロックに隣接した動ベクトル算出済みブロックの動ベ
クトル値を書き込むシフトレジスタ2A1より構成され
ている。処理ブロックの動ベクトル算出開始時、第10
図に示す隣接した動ベクトル算出済みの2ブロツクの動
ベクトル値(eIH,eIV)、(e2H,e2V)を
読みだしシフトベクトル算出部2Bへ出力する。処理ブ
ロックの動ベクトル算出が終了すると動ベクトル(dH
,dV)は、シフトレジスタに書き込まれる。なお、動
ベクトル算出開始前に、シフトレジスタ2AIにはゼロ
ベクトルが書き込まれる。
As shown in FIG. 9, the two motion vector value memory sections are comprised of a shift register 2A1 into which the motion vector values of the motion vector calculated blocks adjacent to the processing block are written. At the start of motion vector calculation of the processing block, the 10th
The motion vector values (eIH, eIV) and (e2H, e2V) of two adjacent blocks whose motion vectors have been calculated shown in the figure are read out and output to the shift vector calculation section 2B. When the calculation of the motion vector of the processing block is completed, the motion vector (dH
, dV) are written to the shift register. Note that a zero vector is written into the shift register 2AI before starting the motion vector calculation.

シフトベクトル演算部2Bは、第(4)式の演算処理を
行いシフトベクトル(eH,eV)を算出する。
The shift vector calculation unit 2B performs calculation processing of equation (4) to calculate a shift vector (eH, eV).

(e1H+e2H)÷2=eH・・・・・・ (4)(
eIV+e2V)÷2=eV 以降、試行ベクトル選択部4は第1の実施例に記述した
動作と同一の動作によりシフトベクトル(eH,eV)
を用いて試行ベクトル群メモリ部3に書き込まれた第1
の試行ベクトル群より第2の試行ベクトル群を算出し、
動ベクトル算出部1は第2の試行ベクトル群を用いて動
ベクトル(dH。
(e1H+e2H)÷2=eH... (4)(
eIV+e2V)÷2=eV After that, the trial vector selection unit 4 selects the shift vector (eH, eV) by the same operation as described in the first embodiment.
The first vector written in the trial vector group memory section 3 using
Calculate a second trial vector group from the trial vector group of
The motion vector calculation unit 1 uses the second trial vector group to calculate a motion vector (dH).

dV)を算出する。dV).

発明の効果 以上のように、本発明は動画像中の動体(例えば、TV
会議における入物像)の動きは連続するフレーム間で相
関性が高いことを利用し、中心に試行ベクトルが密に配
置された第1の試行ベクトル群から前フレームで算出し
た動ベクトルと同一方向に試行ベクトルが密となるよう
に第2の試行ベクトル群を算出し、第2の試行ベクトル
群を用いて動ベクトル探索を行うことにより、試行ベク
トル数を増やすことなしに一段階の動ベクトル探索で検
出精度を高めた検出を行うことができ、その効果は大き
い。
Advantages of the Invention As described above, the present invention is useful for moving objects in moving images (for example, TV
Taking advantage of the fact that the movement of objects (images of objects in meetings) has a high correlation between successive frames, we calculate the movement vectors in the same direction as the motion vectors calculated in the previous frame from the first trial vector group in which trial vectors are densely arranged in the center. By calculating the second trial vector group so that the trial vectors are dense and performing motion vector search using the second trial vector group, one-step motion vector search can be performed without increasing the number of trial vectors. Detection can be performed with increased detection accuracy, and the effect is significant.

さらに本発明は、処理ブロックサイズが動画像中の動体
の大きさに対し小さい場合、動画像の動体の動きは同一
フレーム内の隣接するブロック間で相関性が高いことを
利用し、中心に密に配置した第1の試行ベクトル群から
、同一フレーム中の隣接した動ベクトル算出済みブロッ
クの動ベクトルと同一方向に試行ベクトルが密に配置さ
れるように第2の試行ベクトル群を算出し、第2の試行
ベクトル群を用いて動ベクトルを算出することにより、
少ない動ベクトル値メモリ部の容量で、試行ベクトルを
増やすことなしに一段階の動ベクトル探索で検出精度を
高めることができ、その効果は大きい。
Furthermore, the present invention utilizes the fact that when the processing block size is small compared to the size of the moving object in the moving image, the movement of the moving object in the moving image has a high correlation between adjacent blocks in the same frame, and A second trial vector group is calculated from the first trial vector group arranged in By calculating the motion vector using the trial vector group of 2,
With a small capacity of the motion vector value memory unit, the detection accuracy can be improved by one-stage motion vector search without increasing the number of trial vectors, and the effect is significant.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の第1の実施例における動ベクトル検出
装置のブロック結線図、第2図は同実施例における動ベ
クトル値メモリ部の詳細なブロック結線図、第3図は同
実施例における第1の試行ベクトル群を示した概念図、
第4図は同実施例における試行ベクトル群メモリ部の詳
細なブロック結線図、第6図は同実施例における第1の
試行ベクトル群から第2の試行ベクトル群を選択するア
ルゴリズムを示した流れ図、第6図は同実施例における
試行ベクトル群選択部の詳細な構成を示したブロック結
線図、第7図は同実施例において選択された第2の試行
ベクトル群を示した概念図、第8図は本発明の第2の実
施例における動ベクトル検出装置のブロック結線図、第
9図は同実施例における動ベクトル値メモリ部の詳細な
ブロック結線図、第10図は同実施例における処理ブロ
ックと動ベクトル検出済みブロックとの関係図、第11
図、第12図は従来の多段階動ベクトル検出法を示した
図である。 1・・・動ベクトル算出部、2・・・動ベクトル値メモ
リ部、3・・・試行ベクトル群メモリ部、4・・・試行
ベクトル群選択部、21・・・水平方向動ベクトルメモ
リ、22・・・垂直方向動ベクトルメモリ、31・・・
アドレスデコード回路、32・・・試行ベクトル値メモ
リ回路、41・・・シフトベクトル演算回路、42・・
・検出領域演算回路、43・・・検出領域アドレススキ
ャン回路、44・・・ANDゲート、46・・・試行ベ
クトル生成回路、2人・・・動ベクトル値メモリ部、2
 B 9.。 シフトベクトル演算部、2AI・・・シフトレジスタ。
FIG. 1 is a block wiring diagram of a motion vector detection device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a detailed block wiring diagram of a motion vector value memory section in the same embodiment, and FIG. A conceptual diagram showing the first trial vector group,
FIG. 4 is a detailed block diagram of the trial vector group memory section in the same embodiment, and FIG. 6 is a flowchart showing an algorithm for selecting the second trial vector group from the first trial vector group in the same embodiment. FIG. 6 is a block diagram showing the detailed configuration of the trial vector group selection section in the same embodiment, FIG. 7 is a conceptual diagram showing the second trial vector group selected in the same embodiment, and FIG. 9 is a block diagram of a motion vector detection device according to a second embodiment of the present invention, FIG. 9 is a detailed block diagram of a motion vector value memory section in the same embodiment, and FIG. 10 is a processing block diagram of a motion vector value memory section in the second embodiment. Relationship diagram with motion vector detected blocks, 11th
12 are diagrams showing a conventional multi-step motion vector detection method. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Motion vector calculation unit, 2... Motion vector value memory unit, 3... Trial vector group memory unit, 4... Trial vector group selection unit, 21... Horizontal direction motion vector memory, 22 ...Vertical motion vector memory, 31...
Address decoding circuit, 32... Trial vector value memory circuit, 41... Shift vector calculation circuit, 42...
- Detection area calculation circuit, 43... Detection area address scan circuit, 44... AND gate, 46... Trial vector generation circuit, 2 people... Motion vector value memory section, 2
B9. . Shift vector calculation unit, 2AI...shift register.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)テレビジョン信号の1フレームを定められた大き
さのブロックに分割するブロック分割手段と、水平方向
に±2M画素、垂直方向に±2Nラインの領域内に存在
するL個の第1の試行ベクトル群を格納する試行ベクト
ル群格納手段と、前フレームの動ベクトル値を格納する
動ベクトル値格納手段と、その前フレームの動ベクトル
値を用いて第1の試行ベクトル群から水平方向に±M画
素、垂直方向に±Nラインの領域内に分散したP個の第
2の試行ベクトル群を選択する試行ベクトル群選択手段
と、前フレームと現フレームの間で生じた動ベクトルを
現フレームの処理ブロックごとに、第2の試行ベクトル
群を用いて、処理ブロックを中心とした水平方向に±M
画素、垂直方向に±Nラインの範囲で算出する算出手段
とを具備した動ベクトル検出装置。 (但し、M、Nは正整数とし、Lは(4M+1)×(4
M+1)よりも小さい正整数、Pは(2M+1)×(2
M+1)よりも小さい正整数)
(1) Block dividing means for dividing one frame of a television signal into blocks of a predetermined size, and L first blocks existing within an area of ±2M pixels in the horizontal direction and ±2N lines in the vertical direction A trial vector group storage means for storing a trial vector group; a motion vector value storage means for storing a motion vector value of the previous frame; trial vector group selection means for selecting a second trial vector group of P pieces distributed within an area of M pixels and ±N lines in the vertical direction; For each treatment block, use the second set of trial vectors to move ±M horizontally around the treatment block.
A motion vector detection device comprising a pixel and calculation means for calculating within a range of ±N lines in the vertical direction. (However, M and N are positive integers, and L is (4M+1)×(4
M+1), P is a positive integer smaller than (2M+1)×(2
positive integer smaller than M+1)
(2)テレビジョン信号の1フレームを定められた大き
さのブロックに分割するブロック分割手段と、水平方向
に±2M画素、垂直方向に±2Nラインの領域内に存在
するL個の第1の試行ベクトル群を格納する試行ベクト
ル群格納手段と、現フレームの動ベクトル算出済みブロ
ックの動ベクトル値を格納する動ベクトル値格納手段と
、処理ブロックの周辺の動ベクトル値算出済みブロック
の動ベクトル値を用いて変位ベクトルを算出する変化ベ
クトル算出手段と、その変位ベクトル値を用いて第1の
試行ベクトル群から水平方向に±M画素、垂直方向に±
Nラインの領域内に分散したP個の第2の試行ベクトル
群を選択する試行ベクトル群選択手段と、前フレームと
現フレームの間で生じた動ベクトルを現フレームの処理
ブロックごとに、第2の試行ベクトル群を用いて、処理
ブロックを中心とした水平方向に±M画素、垂直方向に
±Nラインの範囲で算出する算出手段とを具備した動ベ
クトル検出装置。 (但し、M、Nは正整数とし、Lは(4M+1)×(4
M+1)よりも小さい正整数、Pは(2M+1)×(2
M+1)よりも小さい正整数)
(2) block dividing means for dividing one frame of a television signal into blocks of a predetermined size; and L first blocks existing within an area of ±2M pixels in the horizontal direction and ±2N lines in the vertical direction A trial vector group storage means for storing a trial vector group, a motion vector value storage means for storing motion vector values of blocks for which motion vectors have been calculated in the current frame, and motion vector values for blocks for which motion vector values have been calculated surrounding the processing block. and a change vector calculation means for calculating a displacement vector using the displacement vector value, and ±M pixels in the horizontal direction and ±M pixels in the vertical direction from the first trial vector group using the displacement vector value.
trial vector group selection means for selecting P second trial vector groups distributed within an area of N lines; A motion vector detection device comprising calculation means for calculating within a range of ±M pixels in the horizontal direction and ±N lines in the vertical direction centering on a processing block using a group of trial vectors. (However, M and N are positive integers, and L is (4M+1)×(4
M+1), P is a positive integer smaller than (2M+1)×(2
positive integer smaller than M+1)
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06343172A (en) * 1993-06-01 1994-12-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd Motion vector detection method and motion vector encoding method
US7423422B2 (en) 2003-03-12 2008-09-09 Anritsu Industrial Solutions Co., Ltd. Metal detector

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